季冻区公路路基水热场阴阳坡差异与防冻胀模拟

作     者：邓青松 曾超 何先志 陈风光 刘晓 DENG Qingsong;ZENG Chao;HE Xianzhi;CHEN Fengguang;LIU Xiao

作者机构：中国地质大学(武汉)湖北巴东地质灾害国家野外科学观测研究站湖北武汉430074 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(42072314,41572279) 国家重点研发计划项目(2017YFC1501304) 中国博士后科学基金资助项目(2014T70758,2012M521500) 中交第二公路勘察设计研究院有限公司科技研发项目(KJFZ-2018-049) 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2022年第53卷第8期

页      码：3113-3128页

摘      要：在国道G109那曲至拉萨的季节性冻土路段设置监测断面,对季节性冻土区路基的地温、含水率和冻胀位移进行连续监测,依据实时监测数据,利用所建立的冻土路基水-热耦合模型,分析季节性冻土区公路路基水-热场的季节变化特征以及阴阳坡差异,并结合水-热场计算结果分析路基的冻胀性以及多种措施下防冻胀效果,并以路基监测期内含冰量的标准差表征路基损伤程度。研究结果表明:季节性冻土区公路路基的温度场与水分场具有明显季节变化特征,在路基路面以下8 m深度范围内,地温受外界环境变化影响较大;由于阴阳坡效应,温度场、水分场、冻胀量场与损伤场的横向分布不对称,相较于阳坡,阴坡冻胀量更大,严重损伤区域更多;路基冻胀量在2月份达到最大,2月底正常天气下路基阴坡肩和阳坡肩冻胀量分别为31.5 mm和26.0 mm左右,而极寒天气下,路基冻胀量明显增大;在保温板措施下,路基损伤区域明显减小,并集中于保温板外表面与路面之间;综合使用保温板、水泥稳定砂和碎石隔水层的措施下,路基阴阳坡肩冻胀峰值分别减少25.4%与30.7%,有效降低了路基冻害。

主 题 词：季节性冻土 公路路基 水热耦合模型 阴阳坡效应 路基损伤 防冻胀 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2022.08.028

馆 藏 号：203114394...